Дано:
Заряд частицы: q = 2e = 2 * 1.6 * 10^-19 Кл
Скорость частицы: v = 70 км/с = 70 * 10^3 м/с
Индукция магнитного поля: B = 50 мТл = 50 * 10^-3 Тл
Радиус окружности: r = 2.9 см = 0.029 м
а) Действующая на частицу сила Лоренца направлена вверх относительно плоскости движения частицы. Это можно определить с помощью правила левой руки: если уложить четыре пальца левой руки так, чтобы они указывали в сторону магнитного поля, а большой палец - в сторону скорости заряда, то вытянутый большой палец будет указывать направление силы Лоренца.
б) Сила Лоренца, действующая на частицу:
|F| = |q| * |v| * |B|
Подставляем известные значения и получаем:
|F| = 2 * 1.6 * 10^-19 * 70 * 10^3 * 50 * 10^-3 = 1.12 * 10^-14 Н
в) Для частицы, движущейся в магнитном поле по окружности, сила Лоренца равна центростремительной силе:
|F| = m * v^2 / r
m * v^2 / r = |q| * |v| * |B|
m = |q| * |v| * |B| * r / v^2
Подставляем известные значения и получаем:
m = 2 * 1.6 * 10^-19 * 70 * 10^3 * 50 * 10^-3 * 0.029 / (70 * 10^3)^2
m ≈ 8.32 * 10^-31 кг
Ответ:
а) Действующая на частицу сила Лоренца направлена вверх относительно плоскости движения частицы.
б) Действующая на частицу сила Лоренца равна 1.12 * 10^-14 Н.
в) Масса частицы равна примерно 8.32 * 10^-31 кг. Это частица с зарядом 2е может быть, например, альфа-частица.